燃料燃烧计算例题
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计算：
一、已知某烟煤的应用基成分为（%）：C y —74.31,H y —4.47, O y —4.36, N y —1.78, S y —2.75, A y —8.33, W y —4.0,煤的低位热值为：29.53（MJ/kg ） 试求：
1、理论空气需要量L 0（Nm3/kg ）和理论烟气量V 0（Nm3/kg ）;
2、如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103
kW ，过剩空气系数n=1.35，求该加热炉每小时的供风量，每小时的烟气生成量以及烟气的成分比例。
解：（1） 计算理论空气需要量L 0和理论烟气量V 0：
()
kg
Nm O S H C L /74.701.036.475.247.4831.743821.0429.11100
1
83821.0429.1130=⨯⎪⎭
⎫
⎝⎛-+⨯+⨯⨯⨯=
⨯
⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯+⨯⨯=
()
kg
Nm L N W H S C V /08.874.779.0224.02878.1184247.43275.2100
31.74100791004.2228182321230
0=⨯+⨯⎪⎭⎫
⎝⎛++++=+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=
（2）加热炉每小时所需煤量为：
h kg Q m /10073.2295303600
101736001017333⨯=⨯⨯=⨯⨯=低
每小时的烟气生成总量：
())
/(10237.274.7)135.1(08.82073])1[3400h Nm L n V m V m V n tol ⨯=⨯-+⨯=-+⨯=⨯=（
每小时需要的供风量：
h Nm mnL L tol /10166.274.735.12073
340⨯=⨯⨯==（可以据此选择鼓风机） 计算各烟气组分的小时体积量： )/(5.287520731004
.221231.741004.221232h Nm m C V co =⨯⨯=⨯⨯
= )/(9.392073100
4.22327
5.21004.223232h Nm m S V so =⨯⨯=⨯⨯=
)/(11412073100
4.22)184247.4(1004.22)182(
32h Nm m W H V o H =⨯⨯+=⨯⨯+= )
/(5.171412073)74.735.179.0100
4.222878.1()79.0100
4.2228(
302h Nm m nL N V N =⨯⨯⨯+⨯=⨯+⨯=
)/(3.1179207474.7)135.1(100
21)1(10021302h Nm m L n V o =⨯⨯-⨯=⨯-⨯=
计算烟气百分比组成为：
CO 2＇=12.85% SO 2＇=0.18% H 2O ＇=5.1% N 2＇=76.63% O 2＇=5.27%
二、若以过剩空气系数n=1.05的富氧(2O = 28 % )空气燃烧0 ℃的天然气[CH 4=90%、C 2H 6=4%、C 3H 8=3%和C 4H 10=3%]，为使燃气的理论燃烧温度th t 能够达到2400℃以上，求该富氧空气的温度至少应该预热到多少度？
已知该天然气低热值H l =36000 kJ/Nm 3,富氧空气的平均比热C a =1.35 kJ/Nm 3.℃，烟气的平均比热C f =1.68 kJ/Nm 3.℃；忽略燃气的不完全燃烧热损失和燃烧产物的分解吸热，并假定空气与燃气均不含水分。
[解]：
(1)理论空气量与实际空气量的计算：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+∑++=
22205.145.05.0281O S H H C m n CO H L m n ]3)410
4(3)483(4)462(90)441[(281⨯++⨯++⨯++⨯+=
161.8)5.228(28
1]5.191514180[281==+++= (Nm 3/Nm 3) ==0a nL L 1.05×8.161 = 8.569 (Nm 3
/Nm 3
) (2)燃烧产生的实际烟气量的计算：
0)1(28.072.0)2
(01.0)(01.02
222L n nL H C m
H nC V V V V V m n m n O N O H CO f -++∑+∑=+++= = 0.01[1×90+2×4+3×3+4×3]+0.01[2×90+3×4+4×3+5×3]+0.72×1.05×8.161+0.28(1.05-1)×8.161
= 0.01×119 +0.01×219 +0.72×8.569+0.28×0.05×8.161 = 1.19 +2.19 +6.17+0.114 = 9.664 (Nm 3/Nm 3)
即 f V = 9.664 (Nm 3/Nm 3) （10.0分） (3)空气预热温度计算：
由燃烧热平衡方程：a a a l a g l f f h f V C t H I I H C V t I ⋅⋅+=++=⋅⋅=t 故有:
568
.1125
.2965568.113600025.38965569.835.136000664.9240068.1=-=⨯-⨯⨯=
-=
a
a l
f c f a V c H V t c t
= 256 ℃ （14分） (4)答：为使燃气的理论燃烧温度th t 能够达到2400℃以上，该助燃空气的温度a
t 至少应该预热到256 ℃以上。 （15分）